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Population model of the recent subtidal invasion of Sargassum muticum in southern Portugal
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
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Authors
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Abstract(s)
As espécies invasoras constituem uma ameaça à biodiversidade global. Actualmente, a
tendência no estudo das espécies introduzidas é tentar elucidar os padrões e os
processos que podem estar envolvidos no estabelecimento e capacidade invasora das
espécies exóticas. A alga castanha Sargassum muticum é originária da Ásia oriental,
onde existem muitas espécies de Sargassum. Na Europa foi introduzida no início dos
anos 1970 e actualmente encontra-se distribuída ao longo da costa Atlântica Europeia,
desde a Noruega até Portugal, assim como em algumas zonas do Mediterrâneo. Na costa
Oeste portuguesa foi inicialmente observada na zona intermareal da Figueira da Foz em
1989. Desde então já se estendeu para Sul. Na costa Oeste a espécie desenvolve-se
maioritariamente em poças intermareais, mas na costa Sul foi recentemente observada
na zona subtidal, no porto de pesca de Albufeira assim como no Parque Natural da Ria
Formosa. Combinando informação obtida através de um modelo de matriz baseado nas
diferentes fases do ciclo de vida com observações sobre a estratégia de vida de S.
muticum, este estudo pretendeu (1) estimar o tamanho total da população estabelecida
na Ria Formosa e no porto de pesca da Albufeira, (2) descrever o seu ciclo de vida
sazonal, (3) reconhecer a importância relativa da reprodução, sobrevivência dos micro
recrutas (incluindo o efeito de herbívoros), regeneração dos órgãos de fixação e
persistência das fases adultas para a manutenção e crescimento da população, (4) e
finalmente a identificação de fases críticas do ciclo de vida que possam ser alvos
adequados a acções de gestão com vista a proteger áreas invadidas. O resultado
esperado é que a reprodução e a sobrevivência dos micro recrutas sejam críticas para o
crescimento da população, já que têm sido mencionados frequentemente na literatura
como importantes características para o sucesso invasor desta alga. Um modelo
periódico de matriz foi construído, com base nas sete fases do ciclo de vida. Uma fase
microscópica: micro recrutas, e seis fases macroscópicas: juvenis (J), que se identificam
como pequenos talos com folhas mas sem um órgão de fixação desenvolvido ou
ramificações, adultos não reprodutivos sem vesículas gasosas (A), adultos não
reprodutivos com vesículas gasosas (G), adultos reprodutivos sem vesículas gasosas (F),
adultos reprodutivos com vesículas gasosas (FG), e indivíduos que consistem apenas
num órgão de fixação basal (H). Numa experiência no campo o assentamento dos micro
recrutas foi monitorizado, utilizando substratos artificiais. Numa outra experiência o
efeito dos mesoherbívoros nos micro recrutas foi estimado através de substratos
iv
artificiais “semeados” em laboratório, posteriormente incubados no campo. Estes
substratos foram divididos por diferentes tratamentos, um em que os recrutas não são
afectados pelos herbívoros, um outro em que se deixa acesso livre aos herbívoros e um
terceiro como controlo. Esta experiência foi realizado em dois locais, na ria Formosa e
no porto de pesca de Albufeira. As probabilidades de transição dos micro recrutas foram
estimadas através da experiência de assentamento e incluídas no modelo. Para
determinar as transições das fases macroscópicas, indivíduos de cada fase foram
marcados na Ria Formosa e seguidos ao longo de vários meses. O comprimento de cada
indivíduo foi registado para análise da distribuição de classes de comprimentos. A
análise do modelo foi realizada com MatLab 7.0. A informação sobre transições e taxas
vitais da população da Ria Formosa foi utilizada para a elaboração do modelo. Os
valores reprodutivos foram calculados através das matrizes populacionais. Estes valores
permitem reconhecer as fases do ciclo de vida que mais contribuem para as futuras
gerações. A análise de elasticidade é um conjunto de técnicas que permite perceber
como o modelo responde a variações nos seus parâmetros, desta forma permitindo
determinar quais são as fases mais importantes e vulneráveis do ciclo de vida da
espécie. Foram simuladas três estratégias de gestão, remoção com draga, apanha manual
e corte. S. muticum no Sul de Portugal demonstrou um ciclo de vida no qual a
reprodução ocorre durante um curto período de tempo de três meses (Março a Maio ou
Abril a Junho), durante a Primavera. Também ocorre reprodução assexuada a partir dos
órgãos de fixação da alga. No início do Verão, uma curta época de quebra das frondes
tem lugar. Durante o Verão os micro recrutas desenvolvem-se e os órgãos de fixação
basais entram na época de regeneração, desenvolvendo lentamente novas folhas e
ramificações. Antes da reprodução tem início uma época de crescimento rápido. A
sobrevivência dos micro recrutas revelou-se independente do tratamento a que foram
sujeitos. No geral, o assentamento e a sobrevivência dos micro recrutas foram baixos, e
na Ria Formosa a sobrevivência foi superior do que no porto de pesca de Albufeira, o
que poderá estar relacionado com diferentes condições abióticas e composição
faunística dos locais. A população total na Ria Formosa já alcançou mais de 450000
indivíduos, estendendo-se por mais de 4 km2. No porto de pesca de Albufeira a área
invadida é menor, 2,5 km2 e a população alcança quase 450000 indivíduos. O ciclo de
vida sazonal da espécie mostra que o padrão é semelhante em toda a Europa. Nos países
do norte da Europa também foi observada uma alternância entre uma época de
crescimento lento prolongado após o curto período de quebra, com uma época de
v
crescimento rápido. A taxa de crescimento da população revelou que a população da Ria
Formosa está a decrescer (Q = 0,6 ± 0,1). A análise de elasticidade demonstrou que a
persistência dos indivíduos adultos foi a transição mais importante para a taxa de
crescimento da população, especialmente durante a Primavera e o início do Verão, e
permitiu reconhecer que, surpreendentemente, a reprodução e a sobrevivência dos micro
recrutas (incluindo o efeito de mesoherbívoros) não têm importância para a manutenção
e crescimento da população. Além disso, permitiu concluir que a regeneração a partir
dos órgãos de fixação e persistência de fases adultas durante o ano contribuem de forma
notável para a população, sendo os melhores alvos num contexto de gestão. Esta
situação poderá ser uma resposta desta população a condições desfavoráveis que se
verificaram no ano anterior a este estudo, tais como uma campanha de remoção e
condições abióticas não estudadas neste trabalho. Finalmente, foi possível identificar
que a melhor estratégia de gestão consistirá na dragagem da área invadida.
This study aimed to investigate the life history strategy of the invasive brown seaweed, Sargassum muticum, and its current dynamics in a Natural Park in south Portugal. The population dynamics was assessed through construction of a stage-based matrix model. The results of this study showed that the total estimated population size established in Ria Formosa Natural Park was over 450,000 individuals outspread for more than 4 km2. At Albufeira fishing harbour the invaded area was smaller (2.4 km2) with almost 450,000 individuals. Its seasonal life cycle pattern is similar to other European coasts based on gradual and fast growth interrupted by a short senescence period. After senescence holdfasts start to regenerate and grow gradually until a faster growth season. Model analysis and elasticity determined that presently the population is decreasing (Q = 0.6 ± 0.1), and that non reproductive adults are the most important stages for the growth rate of this population. Surprisingly, reproduction and survival of micro-recruits (including the effect of mesoherbivores) were very unimportant. It was possible to identify that in a management context, non reproductive adults are the best targets in this population, especially during the end of winter and beginning of spring when individuals are in the fast growth period and achieve higher lengths, and that dredging would be the best action to be taken, if management actions are needed in the future.
This study aimed to investigate the life history strategy of the invasive brown seaweed, Sargassum muticum, and its current dynamics in a Natural Park in south Portugal. The population dynamics was assessed through construction of a stage-based matrix model. The results of this study showed that the total estimated population size established in Ria Formosa Natural Park was over 450,000 individuals outspread for more than 4 km2. At Albufeira fishing harbour the invaded area was smaller (2.4 km2) with almost 450,000 individuals. Its seasonal life cycle pattern is similar to other European coasts based on gradual and fast growth interrupted by a short senescence period. After senescence holdfasts start to regenerate and grow gradually until a faster growth season. Model analysis and elasticity determined that presently the population is decreasing (Q = 0.6 ± 0.1), and that non reproductive adults are the most important stages for the growth rate of this population. Surprisingly, reproduction and survival of micro-recruits (including the effect of mesoherbivores) were very unimportant. It was possible to identify that in a management context, non reproductive adults are the best targets in this population, especially during the end of winter and beginning of spring when individuals are in the fast growth period and achieve higher lengths, and that dredging would be the best action to be taken, if management actions are needed in the future.
Description
Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Especialização em Ecologia e Conservação, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2007
Keywords
Ecologia Biodiversidade Algas Algarve